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200系不銹鋼的正確認(rèn)識(shí)前  言隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速增長(zhǎng)，人民生活水平的不斷提高，我國(guó)不銹鋼的應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛，消費(fèi)量持續(xù)增長(zhǎng)。不銹鋼表觀消費(fèi)量由1991年的33萬(wàn)噸增長(zhǎng)到2006年的595萬(wàn)噸，年均增長(zhǎng)率達(dá)到20%。然而伴隨消費(fèi)量的增長(zhǎng)，我國(guó)不銹鋼市場(chǎng)出現(xiàn)了大量假冒偽劣200系不銹鋼產(chǎn)品，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活帶來(lái)嚴(yán)重負(fù)面影響。為了規(guī)范不銹鋼市場(chǎng)，維護(hù)消費(fèi)者權(quán)益，我們?cè)谶M(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研、走訪專業(yè)人士，并參閱有關(guān)資料后，編撰了不銹鋼的一般性基本知識(shí)，希望能對(duì)經(jīng)營(yíng)者和消費(fèi)者區(qū)分各種類型不銹鋼、辨識(shí)真假不銹鋼和正確選擇不銹鋼提供一些有益的幫助。由于水平所限，謬誤之處，敬請(qǐng)讀者指正。編者2007年11月一、什么是不銹鋼1、不銹鋼的定義不銹鋼是不銹鋼和耐酸鋼的簡(jiǎn)稱或統(tǒng)稱，是在空氣和淡水中或化學(xué)腐蝕介質(zhì)中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼。通俗地說(shuō)，不銹鋼就是不容易生銹的鋼。不銹鋼的不銹性和耐蝕性是由于其表面上富鉻（Cr，本文中元素對(duì)應(yīng)注解見(jiàn)附1）氧化膜（鈍化膜）的形成。這種不銹性和耐蝕性是相對(duì)的。試驗(yàn)表明，鋼在大氣、水等弱介質(zhì)中和硝酸等氧化性介質(zhì)中，其耐蝕性隨鋼中鉻含量的增加而提高，當(dāng)鉻含量達(dá)到一定的百分比時(shí)，鋼的耐蝕性發(fā)生突變，即從易生銹到不易生銹，從不耐蝕到耐腐蝕。為了保持不銹鋼所固有的耐腐蝕性，不銹鋼必須含有12%以上的鉻。2、不銹鋼的分類不銹鋼的分類方法有很多。按主要化學(xué)組成可分為鉻不銹鋼（俗稱400系）、鉻鎳不銹鋼、鉻鎳鉬不銹鋼（俗稱300系）、鉻錳氮不銹鋼（俗稱200系）按鋼的功能特點(diǎn)分類，如低溫不銹鋼、無(wú)磁不銹鋼、易切削不銹鋼，超塑性不銹鋼等。按金相組織分類為：鐵素體(F)型不銹鋼、馬氏體(M)型不銹鋼、奧氏體(A)型不銹鋼、奧氏體-鐵素體(A-F)型雙相不銹鋼、奧氏體-馬氏體(A-M)型雙相不銹鋼和沉淀硬化(PH)型不銹鋼。以下是三種常見(jiàn)不銹鋼的主要性能比較：分類金相組織磁性強(qiáng)度耐蝕性加工性200系奧氏體無(wú)高一般較好300系奧氏體無(wú)較高好好400系鐵素體/馬氏體有中/高良一般不銹鋼金相組織決定其是否具有磁性。其中鐵素體(F)型不銹鋼、馬氏體(M)型不銹鋼具有磁性；奧氏體(A)型不銹鋼無(wú)磁性。目前市場(chǎng)上將是否具有磁性將不銹鋼分為不銹鋼和“不銹鐵”是不科學(xué)的。3、鉻與鎳在不銹鋼中作用鉻在不銹鋼中的決定作用每種不銹鋼都必須含有一定數(shù)量的鉻。迄今為止，還沒(méi)有不含鉻的不銹鋼。鉻之所以成為決定不銹鋼性能的主要元素，根本的原因是向鋼中添加12%以上的鉻作為合金元素以后，鋼表面自動(dòng)形成一種非常薄的無(wú)色、透明且非常光滑的一層富鉻的氧化物膜（即鈍化膜），這層膜的形成大大緩減了鋼的氧化。鎳與鉻配合在不銹鋼中發(fā)揮重要作用鎳在不銹鋼中的主要作用在于它改變了鋼的晶體結(jié)構(gòu)。在不銹鋼中增加鎳的一個(gè)主要原因就是形成奧氏體晶體結(jié)構(gòu)，從而改善和加強(qiáng)鉻的鈍化機(jī)理，其抗晶間腐蝕能力得到提高，同時(shí)如加工性、可焊接性和韌性等機(jī)械性能提高。即300系不銹鋼。然而，鎳并不是唯一的奧氏體形成元素，常見(jiàn)的奧氏體形成元素還有：碳、氮、錳、銅等。最著名的是下面的公式：奧氏體形成能力=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu%所以，在不銹鋼中通過(guò)增加一定量錳、氮元素，也可以形成奧氏體不銹鋼，即200系不銹鋼。雖然碳是一種較強(qiáng)的奧氏體形成元素，但是它不能被添加到耐腐蝕的不銹鋼中，因?yàn)樵诤附雍笏鼤?huì)造成敏化腐蝕和隨后的晶間腐蝕問(wèn)題。氮元素形成奧氏體的能力也是鎳的30倍，但由于溶解度問(wèn)題，只能在不銹鋼中添加數(shù)量有限的氮。添加錳和銅會(huì)造成鋼材使用過(guò)程中的焊接問(wèn)題。4、不銹鋼的應(yīng)用范圍不銹鋼具有優(yōu)異的耐蝕性、成型性以及在很寬溫度范圍內(nèi)的強(qiáng)韌性等系列特點(diǎn)，所以在重工業(yè)、輕工業(yè)、生活用品行業(yè)以及建筑裝飾等行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，但在不同使用環(huán)境選擇不同的不銹鋼品種十分重要。下表為主要不銹鋼鋼號(hào)的特性及其應(yīng)用領(lǐng)域。鋼號(hào)特性用途300系301與304鋼相比，Cr、Ni含量少，冷加工時(shí)抗拉強(qiáng)度和硬度增高，無(wú)磁性，但冷加工后有磁性。列車、航空器、傳送帶、車輛、螺栓、螺母、彈簧、篩網(wǎng)301L在301鋼基礎(chǔ)上，降低C含量，改善焊口的抗晶界腐蝕性；通過(guò)添加N元素來(lái)彌補(bǔ)含C量降低引起的強(qiáng)度不足，保證鋼的強(qiáng)度。鐵道車輛構(gòu)架及外部裝飾材料304作為一種用途廣泛的鋼，具有良好的耐蝕性、耐熱性，低溫強(qiáng)度和機(jī)械特性；沖壓、彎曲等熱加工性好，無(wú)熱處理硬化現(xiàn)象（無(wú)磁性，使用溫度-196℃~800℃）。醫(yī)療器具，建材，化學(xué)，船舶部件、汽車配件食品工業(yè)、家庭用品（餐具、櫥柜、室內(nèi)管線、熱水器、浴缸等），農(nóng)業(yè)300系304L作為低C的304鋼，在一般狀態(tài)下，其耐蝕性與304剛相似，但在焊接后或者消除應(yīng)力后，其抗晶界腐蝕能力優(yōu)秀；在未進(jìn)行熱處理的情況下，亦能保持良好的耐蝕性，使用溫度-196℃~800℃。應(yīng)用于抗晶界腐蝕性要求高的化學(xué)、煤炭、石油產(chǎn)業(yè)的野外露天機(jī)器，建材耐熱零件及熱處理有困難的零件316L作為316鋼種的低C系列，除與316鋼有相同的特性外，其抗晶界腐蝕性優(yōu)。在含有氯離子腐蝕介質(zhì)中，具有比304、304L更高的抗腐蝕能力。適用于海水淡化及水工業(yè)321在304鋼中添加Ti元素來(lái)防止晶界腐蝕；適合于在430℃-900℃溫度下使用。航空器、排氣管、鍋爐汽包400系409L因添加了Ti元素，故其高溫耐蝕性及高溫強(qiáng)度較好。汽車排氣管、熱交換機(jī)、集裝箱等在焊接后不熱處理的產(chǎn)品。410L在410鋼的基礎(chǔ)上，降低了含C量，其加工性，抗焊接變形，耐高溫氧化性優(yōu)秀。機(jī)械構(gòu)造用件，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管，鍋爐燃燒室，燃燒器。430作為鐵素體鋼的代表鋼種，熱膨脹率抵，成形性及耐氧化性優(yōu)。耐熱器具、燃燒器、家電產(chǎn)品、餐具、廚房洗滌槽、外部裝飾材料、螺栓、螺母、CD桿、篩網(wǎng)436L耐熱性、耐磨蝕性良好，因含有鈮元素，故其加工性，焊接性優(yōu)秀。洗衣機(jī)、汽車排氣管、電子產(chǎn)品、3層底的鍋410作為馬氏體鋼的代表鋼，雖然強(qiáng)度高，但不適合于苛刻的腐蝕環(huán)境下使用；其加工性好。刀刃、機(jī)械零件、石油精練裝置、螺栓、螺母、泵桿、餐具（刀叉）。420J1淬火后硬度高，耐蝕性好餐具（刀）、渦輪機(jī)葉片420J2淬火后，比420J1鋼硬度升高刀刃、管嘴、閥門、板尺、餐具（剪刀、刀）200系201      （美標(biāo)）與304鋼相比， Ni含量少，Mn含量高，無(wú)磁性，硬度強(qiáng)，耐腐蝕性差。照明設(shè)備、電信桿、汽車框架等干燥環(huán)境下普通用途。202      （美標(biāo)）與201鋼相比，Mn含量高，無(wú)磁性，硬度強(qiáng)。耐腐蝕性差。照明設(shè)備、電信桿、汽車框架等普通用途。二、對(duì)200系不銹鋼的認(rèn)識(shí)二戰(zhàn)時(shí)期，作為戰(zhàn)略物資的鎳各個(gè)國(guó)家都嚴(yán)格控制使用，為了解決鎳供應(yīng)量嚴(yán)重不足的困境，美國(guó)首先開(kāi)發(fā)出含鎳低的200系不銹鋼的產(chǎn)品，作為300系列產(chǎn)品的應(yīng)急和補(bǔ)充。在特定的歷史條件下，該產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和使用，其積極意義不言而喻。但隨著歐美國(guó)家對(duì)該產(chǎn)品的認(rèn)識(shí)不斷提高，發(fā)現(xiàn)其性能具有很大的局限性，一直在有限的范圍內(nèi)使用，一般用于中性干燥環(huán)境中的結(jié)構(gòu)支撐領(lǐng)域，如照明設(shè)備、電信桿、汽車框架等普通用途。在成熟的不銹鋼主要生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)中，其生產(chǎn)和消費(fèi)約占不銹鋼總量的1%。1、200系不銹鋼的特征資料顯示，各個(gè)國(guó)家、各個(gè)企業(yè)生產(chǎn)的200系列不銹鋼牌號(hào)名稱各不相同。美國(guó)最初研制的201和202兩個(gè)牌號(hào)（具體化學(xué)成份見(jiàn)下表）的不銹鋼鋼種CMnPSSiCrNiN201(1Cr17Mn6Ni5N)≤0.155.5-7.5≤0.06≤0.03≤116-183.5-5.5≤0.25202(1Cr18Mn8Ni5N)≤0.155.5-10≤0.06≤0.03≤116-193.5-5.5≤0.25含鎳量均在4%左右。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO15510及中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)均列有相近化學(xué)成份的牌號(hào)。在200系列的不銹鋼中，是用足夠的錳和氮來(lái)代替鎳，鎳的含量越低，所需要加入的錳和氮就越高，形成100%的奧氏體結(jié)構(gòu)，因此200系不銹鋼具備奧氏體鋼的無(wú)磁特性。但由于抗晶間腐蝕和抗點(diǎn)腐蝕能力明顯低于300系不銹鋼，使用范圍具有局限性。2、充斥國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的假冒偽劣200系不銹鋼的特征2001年開(kāi)始，由國(guó)外某廠生產(chǎn)的鋼號(hào)為J1、J4的200系不銹鋼進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。由于近幾年鎳價(jià)居高不下，導(dǎo)致300系不銹鋼價(jià)格過(guò)高，價(jià)格相對(duì)便宜的200系不銹鋼產(chǎn)量大幅增加。由于該產(chǎn)品與300系不銹鋼產(chǎn)品同樣具有無(wú)磁特性，很容易與300系不銹鋼混淆，因而在消費(fèi)領(lǐng)域中出現(xiàn)大量假冒300系不銹鋼的200系不銹鋼產(chǎn)品，為牟取暴利，國(guó)內(nèi)一些地方也趁機(jī)紛紛仿效生產(chǎn)質(zhì)量更為低劣的類似于200系不銹鋼的“地條鋼”產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)不銹鋼市場(chǎng)上流通的牌號(hào)為201、J4、202A、K-4、200、300等自稱“201”的產(chǎn)品，在國(guó)內(nèi)的流通量不斷增加，占到我國(guó)不銹鋼市場(chǎng)表觀消費(fèi)的近四分之一左右。最近，國(guó)家鋼鐵研究總院對(duì)在市場(chǎng)上采樣的此類產(chǎn)品進(jìn)行了化學(xué)成分檢驗(yàn)和點(diǎn)蝕性能檢驗(yàn)，并與大企業(yè)生產(chǎn)的409L、439L、304進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果顯示，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上銷售的名稱為“201”的產(chǎn)品，成份都不符合國(guó)家或國(guó)際201的標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)家和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)200系不銹鋼的Cr含量規(guī)定為16%～18%，但這些產(chǎn)品Cr含量都不到15%；鎳含量在國(guó)家和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定為3.5%～5.5%，這類產(chǎn)品的鎳含量都不到1%。且硫、銅等元素含量偏高，尤其對(duì)人體有害的元素錳、磷含量則更高。通過(guò)在中性氯化物(3.5%NaCl溶液)中的耐點(diǎn)蝕性能檢驗(yàn)，這些產(chǎn)品的耐點(diǎn)蝕性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于304和439L。因此，不銹鋼業(yè)界稱其為假冒偽劣200系。在這些不符合標(biāo)準(zhǔn)的200系列不銹鋼中，由于不能加入足夠數(shù)量的錳和氮，為了形成100%的奧氏體結(jié)構(gòu)（可實(shí)現(xiàn)無(wú)磁性），人為地減少了鉻的加入量，雖然使這類產(chǎn)品與300系(鉻鎳不銹鋼)產(chǎn)品同樣具有“無(wú)磁性”，但也必然導(dǎo)致不銹鋼抗腐蝕能力的下降，即為取得無(wú)磁性而降低了不銹鋼的主要特性—耐蝕性。三、假冒偽劣200系不銹鋼的危害1、受利益驅(qū)動(dòng)，以假亂真假冒偽劣的200系與300系(鉻鎳不銹鋼)產(chǎn)品同屬“奧氏體”，同樣具有“無(wú)磁性”，但成本很低，一些不法經(jīng)營(yíng)者為獲取暴利，利用廣大消費(fèi)者對(duì)不銹鋼材料認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)，在流通經(jīng)營(yíng)中大量假冒300系產(chǎn)品，由于假冒偽劣的200系不銹鋼產(chǎn)品在化學(xué)成分設(shè)計(jì)上存在嚴(yán)重缺陷，抗腐蝕等多項(xiàng)性能不達(dá)標(biāo)，使廣大消費(fèi)者蒙受了巨大損失，同時(shí)也干擾了正常的市場(chǎng)秩序。根據(jù)近幾年的市場(chǎng)調(diào)查顯示，這類產(chǎn)品投入使用后，在很短的時(shí)間內(nèi)就出現(xiàn)銹蝕，在廣東珠海市某住宅區(qū)、在山西某賓館、在上海磁懸浮車站等地，隨處可以看到嚴(yán)重銹蝕的護(hù)欄、水箱、路燈桿、電話亭等。給廣大的消費(fèi)者帶來(lái)了極大的危害，嚴(yán)重?fù)p害了消費(fèi)者利益，并且嚴(yán)重?fù)p害了不銹鋼產(chǎn)品在消費(fèi)者心目中的形象（具體危害案例見(jiàn)附件2）。2、假冒偽劣200系不銹鋼對(duì)人身健康的危害科學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，錳元素一旦進(jìn)入人體，可對(duì)神經(jīng)、免疫、內(nèi)分泌、生殖等多個(gè)系統(tǒng)造成不同程度的損害。目前市場(chǎng)上泛濫的這類假冒偽劣的200系不銹鋼材料，其金屬錳的含量是300系材料的4-5倍。更讓人們感到擔(dān)心的是這些高錳含量的劣質(zhì)200系材料，已被大量應(yīng)用于百姓日常生活用品中，如廚具、餐具等，會(huì)對(duì)人類的身體健康構(gòu)成直接危害。3、污染不銹鋼廢鋼的循環(huán)利用，造成自然資源的極大浪費(fèi)。眾所周知，不銹鋼歷來(lái)被稱為可百分之百可回收利用的“綠色產(chǎn)品”，不會(huì)造成環(huán)境污染，既是一種是環(huán)保產(chǎn)品，也是一種相對(duì)保值產(chǎn)品。由于假冒200系列不銹鋼含磷較高，特別是來(lái)自某個(gè)國(guó)家的200系不銹鋼，據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測(cè)，磷含量最大值分別達(dá)到0.075%和0.09%，是中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)磷含量最大值的2-3倍，而不銹鋼中的磷含量又是在廢鋼回收利用中（再煉鋼）難以去除，尤其是一些利用感應(yīng)電爐做熔化爐的不銹鋼煉鋼小企業(yè)，80%以上的原料來(lái)自不銹鋼廢鋼，長(zhǎng)此以往循環(huán)下去，磷含量越累積越高，不銹鋼將成為不可回收利用的物資，由此給資源帶來(lái)的浪費(fèi)是巨大的，對(duì)整個(gè)不銹鋼產(chǎn)業(yè)的打擊也是致命的。銅含量較高也是給廢鋼回收利用帶來(lái)嚴(yán)重影響的一個(gè)因素。銅對(duì)大部分不銹鋼牌號(hào)屬有害元素，一旦進(jìn)入回收利用過(guò)程，將給正規(guī)的不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量帶來(lái)難以挽回的損害。鎳是全球范圍內(nèi)的緊缺資源，我國(guó)的鎳資源更加缺乏，假冒200系列不銹鋼實(shí)際抗腐蝕性能遠(yuǎn)低于304，甚至低于不含鎳的409L，但仍然要消耗1%以上的鎳資源，無(wú)疑是對(duì)全球性的緊缺貴重金屬資源的極大浪費(fèi)。四、對(duì)消費(fèi)者的建議1、合理選用符合國(guó)家及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的200系不銹鋼，謹(jǐn)慎識(shí)別真假200系不銹鋼。事物的存在都是有兩面性的，200系不銹鋼的存在也是同樣的道理。我國(guó)在社會(huì)建設(shè)中需要大量的不銹鋼，合理地使用符合國(guó)家及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的200系不銹鋼，會(huì)降低建設(shè)成本，符合建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的要求。其強(qiáng)度與耐磨性較300系不銹鋼強(qiáng)，并且價(jià)格低，適用于中性干燥環(huán)境中的結(jié)構(gòu)支撐領(lǐng)域，如照明設(shè)備、電信桿、汽車框架等普通用途。另外，200系不銹鋼還適合于作建筑用鋼如鋼筋和鉚釘?shù)取?div 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